一种更有效的测量短波的方法

使用传统的在海底（或海底以上几米处）固定压力测波仪的方法观测波浪,因水层的滤波作用而无法有效地观测到高频短波。本文提出一种新的观测方法－使用悬挂压力测波仪的方法观测波浪。通过数值方法模拟与实际比较吻合的波面。然后模拟固定压力测波仪和悬挂坟力测波仪两种不同的方法获取此波面的水下压力记录曲线。应用传统谱分析的方法得到各自的压力频谱,再根据不同的情况分别换算成表面谱。通过数值的方法可以证明使用悬挂压力测     

三亚湾X波段雷达海浪比测试验研究

近年来,X波段雷达已经成为重要的海洋现场观测设备,应用越来越广泛,但其在复杂天气条件下的观测准确性还需要进一步探讨。因此,为了验证X波段测波雷达对于海洋波浪的观测性能,对安装于我国三亚市三亚湾的X波段雷达设备及布放在该区域的波高仪进行了海浪比测试验,通过对压力测波与X波段雷达测波两种不同探测机制在不同海况下实际海浪观测数据结果的分析可以得出：X波段雷达对于海浪观测的结果较为理想,与压力测波结果相关性较高,在不同天气条件下,均能够准确地反演大范围海域的海浪信息。根据研究结果,X波段雷达的波浪现场观测数据完全可以达到海洋环境监测的要求。     

水下压力阵列的测波方法

本文介绍了ＨＤＬ—２１７６底压式测波仪的基本特性，给出了水下压力阵列进行波浪方向谱估计的数据计算方法。     

基于三种测波方法的实测数据对比分析

近海海洋工程波浪观测中较为广泛使用的测波方法主要包括压力式测波、声学测波和重力式测波等。三种观测方法各有优势,需根据历史资料、地理环境和任务目的设计合理的观测形式,可以选择一种或多种形式组合的形式,以达到最佳的观测效果。使用GPS测波浮标、AWAC声学海流/波浪测量仪和TWR-2050压力式波潮仪的实测资料进行了对比分析,结果显示,测波浮标与AWAC所测数据相关性较一致;TWR压力波潮仪与AWAC测量的波高趋势基本一致,但周期短、波高小的海域和时间段测量准确度较差。     

深海压力式测波仪资料处理

简要描述了用压力测波仪进行的几个深海波浪观测计划.指出在高波级条件下,由于缺乏压力测波仪记录转换的理论和实测依据,提供的波浪资料还需进一步验证.并提出使用Seapac2100方向潮流仪和S4方向潮流仪资料处理软件需注意的几个问题.     

CB型垂线测波仪

随着海浪理论研究的深入,水气交换、海岸工程及室内精密波浪实验测量都需要有一种精度高、频响宽、稳定性好和使用方便的测量仪器。中国科学院海洋研究所研制的CB型垂线测波仪满足了上述要求。1983年12月13日—14日在天津市举办的配联CB型垂线测波仪的SCF型微处理机数据采集分析装置鉴定会上。与会代表认为,CB型垂线测波仪精度高、动态范围大、稳定性能好,适用于近海、内河、湖泊等现场测量及实验室波浪测量。     

深海压力式测波仪资料处理

简要描述了用压力测波仪进行的几个深海波浪观测计划。指出在高波级条件下,由于缺乏压力测波仪记录转换的理论和实测依据,提供的波浪资料不需进一步验证。并提出使用Ｓｅａｐａｃ２１００方向潮流仪和Ｓ４方向潮流仪资料处理软件需注意的几个问题。     

波浪增减水的实用数学模型及其数值模拟

提出了一种模拟近岸区波浪增减水的实用数学模型.首先采用考虑波能损失的抛物型缓坡方程数值模拟波浪破碎引起的波浪复振幅变化,接着根据计算得到的波浪复振幅,采用一种新的辐射应力公式计算辐射应力分量,然后采用深度平均方程计算波浪破碎产生的增减水.采用该模型对规则波和不规则波破碎引起的增减水进行了数值模拟,数值模拟结果与实验结果吻合良好,表明该模型可有效模拟近岸区由于波浪破碎引起的增减水.     

可控深水破碎波的实验室生成方法研究

实验室一般采用波浪聚焦方法生成深水破碎波,通过各组分波浪的波幅叠加生成一个波高显著增大的大波,使其波陡超过极限波陡发生破碎。利用该方法生成深水破碎波浪的破碎次数通常并不唯一,导致波浪破碎后的流场特征不明显;造波参数不易于选取导致研究工况的设置难度大,直接影响深水破碎精细化实验的效果和效率。本文采用聚焦波理论计算波面,并利用上跨零点法定义的波高和波长计算理论波陡,结合物理模型实验统计波浪沿程破碎次数与剧烈程度,研究以JONSWAP谱为造波输入谱型时,聚焦波幅、谱峰频率、频宽等造波输入参数对于波浪破碎情况的影响,从而建立深水波浪破碎次数与造波输入参数之间的近似定量关系,为实验造波参数的选取提供参考,提高实验效率。     

斜向不规则波入、反射波分离的实验研究

斜向入射的不规则波在海岸结构物前发生反射形成入、反射波共存的波浪场,对这种物理场的入、反射波的分离是海岸工程研究的一个重要课题.改进了一种可用于斜向入射的不规则波分离的两点法,使得测波阵列的两波高仪可布置在结构物前任何方向上.将此方法应用于三维波浪水池的物理模型试验研究,试验了不同的两波高仪的组合、不同的基床高度、不同的入射方向和不同的波浪要素等各种条件对分离结果的影响,结果表明,各种情况在满足非奇异条件下可得到较好的分离结果.该方法计算简便,可以给出较准确的反射系数和入、反射波的频谱.     

〈恩迪柯〉1156遥控测波仪

最近,我院首次从美国恩迪柯公司进口了一套1156遥控测波仪。货已到,待验收消化后即可正式投入使用。1156测波仪是原956测波仪的改进型,它以遥测浮标内的加速度计为传感器,是目前世界上最先进的测波系统之一。该系统使用甚为方便,不仅适用于测量近岸沿海波浪,也适用于远海测波,是当前交通、海洋、石油勘探和航海事业中一种较为理想的测波仪器。它的引进增加了我院现场测波研究工作的手段。 1156测波仪除了能如同956那样测取波浪的波高、波周期和波向外,如若配置一些部件,尚能进行风、气压、水温和气温等要素的测量。     

连云港风浪谱分析

本文是建立在连云港“波浪骑士”测波仪实测记录分析的基础上。通过分析,获得了该地区的波浪统计特征,波谱特征及其特征参数与波高,波周期的关系,最后给出了代表该地区的风浪谱公式。     

“平均位置”法在波高观测中的应用

一、引言SBA1-2型岸用光学测波仪是海滨测站从事波浪观测的常规仪器(二型测波仪),它是在HAB-1(一型测波仪)改型基础上研制生产的。经过改型,克服了一型仪在分划板设计上采用等高逐步刻度法进行波高观测,随着波高的增加误差亦增大的缺点。由于在设计原理上采用了定点等高刻度刻划波高标尺,使二型仪的设计更为合理,测量精度也相应提高。但从设计原理所导出的“逐个波高计算”方法中可以看出,二型测波仪观测、计算繁索复杂,比一型的工作量增加了数倍以上,这也是当时二型仪难以推广的原因。能否找     

Wave-Rider 67780系列测波仪数据采集和处理系统功能的改进

Wave-Rider 67780系列测波仪采用HP-85微机作实时数据采集和实时谱处理(200s/块)。所采集的原始数据块间不连续、数据块不贮存,难以满足波浪研究的需要。本文在以往工作的基础上,进一步采用1BM-PC系列微机代替HP-85微机并设计了专用软件包,从而可实现连续(时间任意)的实时数据采集、贮存以及实时波浪统计和Tukey海浪谱分析(1200s)。经多次波浪测量应用,证实该测波仪的实时数据采集贮存和实时数据处理能力得到明显提高。该软件包适用于其它类似测量系统,具有一定的应用价值。     

一种计算有限水深波能功率的新方法

海洋波浪能平均功率的准确计算是波浪能开发和利用的基础。实践中，波浪能转换装置一般安装在有限水深区域。对于随机波，只有当详尽的波浪谱已知的时候，有限水深区的波能功率才能被准确计算出来。由于种种原因，实践中波浪的实测数据大多以散点图或有义波高和统计波周期的形式给出，而波浪谱信息有时则很难获得。基于这种情况，传统上人们利用无限水深条件下的相关公式来估算有限水深区域的波能功率，但这种做法会造成较大的误差。本研究显示，对于50 m水深的理论波谱JONSWAP谱来说该误差高达14.6%。为了提高波能功率计算的准确性，本文提出了一种基于能量频率的一阶和二阶近似算法，可以在未知波浪谱的情况下较为准确地计算不同水深时的波能功率。针对两种理论波浪谱的计算结果表明，本方法在计算有限带宽内的波能功率时计算误差低于2.8%。     

基于MEMS加速度计空投浮标的波浪测量方法试验研究

针对基于MEMS加速度传感器的空投波浪浮标存在采样频率与测波精度低的问题，根据频域衰减积分算法，提出一种相应的波浪测量算法，为了验证该算法测波的准确性，开展了多功能水槽试验研究。该算法旨在将MEMS加速度传感器输出的加速度与姿态角转化为浮标运动的波形，首先将加速度与姿态角信号进行竖向处理获得竖直方向的加速度，再利用离散傅里叶变换将竖向加速度转化为频域内的加速度复数序列，然后引入控制函数减弱低频噪声，经过频域积分、离散傅里叶逆变换、时域积分获得竖直方向的位移，最后通过后处理得到最终的波形。多功能水槽试验采取10中不同波高和周期的工况，对比空投波浪测量浮标与波高仪的测量结果，试验结果表明，浮标的测量误差在10%以内，达到测波标准。     

基于Landsat8影像的海表波浪参数获取方法研究

以长江口海域作为研究区,利用Landsat 8OLI影像数据,重点探讨了光学影像中波长和波向的获取技术及存在的问题。首先对影像数据进行预处理,包括大气校正、波段选择、去云、高通滤波等。通过波段选择,选取受水体浑浊度影响较小、能够更好表现海浪特征的第7波段和空间分辨率较高的全色波段(第8波段)。然后,基于傅里叶变换利用网格法和跟踪法获取波浪频谱,根据频谱中极值的分布情况计算得到波长和波向角。结果表明,云、船只、船迹、船行波、锋面等都会对影像频谱产生较大的影响,进而导致波浪特征提取结果偏离真实值。滤波处理和选用的网格大小也都会对波浪特征提取结果产生影响,但总体上波长和波向跟目视判读结果吻合较好。另外,与海图水深数据的初步对比分析发现,波浪特征的变化与水下地形存在显著的相关性。本研究展示了光学影像在提取波浪特征方面的潜力。     

深水破碎波判据的研究──Ⅱ．一种风浪破碎判据的模式及实测结果分析

本文在讨论破碎波判据研究的基础上(文献[1]),根据前人的破碎波研究结果,以及海浪的随机性,建立了一个包含摩擦风速和波浪要素的破碎波判据计算模式,报告了在海上和实验室进行验证的实测结果.其特点是利用良好的现场观测条件和先进的实验设备,对破碎波进行了测量,首次通过划分破碎波的状态,合理地给出了破碎波判据的实测结果,并比较分析了其他几种波浪破碎判据的实测结果及使用范围.本文的计算风浪破碎判据的模式与外海实测结果比较接近,但与实验室测量结果相差较大.     

深水中极限波峰下速度场快速算法

基于五阶斯托克斯规则波理论,提出了一种快速求解深水极限波峰下速度场的数学模型.研究中,按照上跨零点和下跨零点的方法由计算或实测的极限波浪波面时间历程确定包含极限波峰的相邻两个周期的平均值为五阶斯托克斯规则波的波浪周期,然后根据极限波峰反推确定波浪入射波幅.通过与已有的数值结果和实验数据对比,验证了所建立的数值模型可以快速准确的计算出极限波峰下的速度场,相比其他模型,更适合于工程应用.     

考虑植物影响的波浪和波生流迭加条件下水动力特性数值模拟研究

海岸湿地是近海地区重要的生态系统,由于潮流、波浪尤其是非连续水流与植被的相互作用,导致该海域的水动力环境复杂多变。本文发展了一个深度平均二维波流耦合数学模型,模拟湿地海域波浪和波生沿岸流的运动特性。水动力模型中植物拖曳力作为源项放入动量方程中,在波浪作用量平衡方程增加波能耗散项用于解释水生植物对波浪产生的阻力作用。在动态耦合模型中,波浪模型为潮流模型提供波浪辐射应力、波高、波浪周期等数据信息,潮流模型为波浪模型提供计算的水位和流速,可以达到双向动态耦合。本文发展的波流耦合模型通过三个实验室试验数据加以验证,计算结果和实验数据吻合较好,在波浪、波生流和植物迭加条件下,所建模型能够有效地模拟波浪、沿岸流等不同现象。